CCD光纤光谱仪于颜色在线测量中的应用

CCD光纤光谱仪于颜色在线测量中的应用

　　目前，颜色的测量方法主要有目视法、光电积分法和分光光度法三种：

　　1.目视法

　　目视法是一种最传统的颜色测量方法。由观察者在特定的照明条件下对产品进行目测鉴别，与CIE标准色度图比较，得出颜色参数。人眼不能准确识别微细的色彩差异，主观性性大，常判断失误，而且工作效率低，目视法在工业测色中的应用已越来越少。

　　2.光电积分法

　　光电积分法不是测量各个波长的色刺激值，而是在整个测量波长区间内，对被测颜色光能量进行一次性积分测量，得到三刺激值，再计算出样品的色品坐标等参数。通常用滤光片覆盖在探测器上，把探测器的相对光谱灵敏度修正成CIE推荐的光谱三刺激值。滤光片需满足卢瑟条件，以精确匹配光探测器。但在实际应用中，由于有色玻璃的品种有限，仪器不可能完全符合卢瑟条件，只能近似符合。

　　3.分光光度法

　　分光测色法是按CIE推荐的标准照明和观察条件下，通过测量颜色反射(透射)光谱，计算出颜色三刺激值，进而得出各种颜色参数。

　　传统的光谱仪光学系统结构复杂，需通过旋转光栅对整个光谱进行扫描，测量速度慢，并且还要将采来的样品经过粉碎、压片、研磨、溶解等预处理手段后，放在仪器的固定样品室内进行测量分析。与之相比，CCD光纤光谱仪有很多优点，如重量轻、体积小、价格低、测量速度非常快，适用于在线实时检测。

　　随低损耗光纤、低噪声高灵敏CCD阵列检测器、全息光栅和小型高效半导体等新型光电子器件的引入，使微小型光谱仪器性能明显提高，还具有以下特点：

　　1.光纤技术的引入，使待测物脱离了样品池的限制，采样方式变的更为灵活，利用光纤探头把远离光谱仪器的样品光谱源引到光谱仪器，以适应被测样品的复杂形状和位置。由光纤引入光信号还可使仪器内部与外界环境隔绝，可增强对恶劣环境（潮湿气候、强电场干扰、腐蚀性气体）的抵抗能力，保证了光谱仪的长期可靠运行，延长了使用寿命。

　　2.以电荷耦合器件（CCD）阵列作为检测器，对光谱的扫描不必移动光栅，可进行瞬态采集，并通过计算机实时输出。

　　3.采用全息光栅作为分光器件，杂散光低，提高了测量精度。

　　CCD光纤光谱仪系统具有模块化的特点，可根据应用的不同需要选择组件（包括各种不同类型的采样光纤探头，色散元件，聚焦光学系统和检测器等），搭建光学平台。虽然微小型光纤光谱仪的测量精度被认为低于传统的移动光栅-光电管设计的离线光度计，但已达到工业现场光谱分析的要求。